介紹了磁盤陣列的基本概念和常用的磁盤陣列種類，分析了RAID0、RAID3和RAID10三種磁盤陣列的可靠性值，同時與實驗數據進行了比較。結果表明，磁盤陣列的可靠性值基于標準模型在一定程度上可以進行量化，能進行科學的計算, 得出RAID10比相應其他的RAID的容量更大，可靠性更佳。該文的可靠性分析對磁盤陣列的進一步研究和生產能起到現實的指導作用。
關 鍵 詞 磁盤陣列; 可靠性; 鏡像; 磁盤陣列控制器

廉價冗余磁盤陣列(Redundant Array of Inexpensive Disks，RAID)是將一堆磁盤通過相關的技術連接起來，構成邏輯上的空間。RAID可以使諸多磁盤驅動器同時傳輸數據，在邏輯上它們又是一個磁盤驅動器，用RAID可以使單個的磁盤驅動器提高數倍的速率。因此，RAID技術正在變成支持文件共享、郵件交換和Web服務器等關鍵性服務的計算機系統所必備的一項標準功能[1]。磁盤陣列根據RAID控制器采用的工作模式和算法不同有不同的級別，因而具有不同的可靠性和性能。目前，常用的磁盤陣列有RAID 0、RAID1、RAID 0+1、RAID 3、RAID 5、RAID 6和RAID 10等[2-5]。本文將分析最具代表性的RAID 0，RAID 3和RAID 10三種磁盤陣列的可靠度。

1 磁盤陣列可靠度模型和可靠性值
1.1 磁盤陣列可靠度模型
一個磁盤陣列可以有包含多個不同的RAID級和磁盤容量，為簡化模型，本文僅討論基于8個相同RAID級硬盤驅動器組成的磁盤陣列，所有計算均假設在百分之百運轉情況下3年內可靠性可以達到0.90的40 GB硬盤驅動器[2]。
1.2 RAID 0的可靠性值
磁盤陣列RAID 0 的結構圖如圖1所示，圖中的磁盤陣列RAID 0由8個磁盤組成，因此磁盤陣列的可靠性值就是每一個單獨的硬盤驅動器的可靠性的乘積。

RAID 3的可靠性值
RAID 3屬于并行訪問磁盤陣列，其結構如圖2所示。在RAID 3中，使用了專門的磁盤存放所有的校驗值，并把數據分散到剩余的磁盤上，因而RAID 3需要至少3塊盤陣來運行。RAID 3是使用專門校驗盤的并行訪問，其性能優勢依賴于緩存技術和更高的磁盤轉速。整個RAID 3系統只需要一個校驗盤，就可以使硬盤的利用率提高。
RAID 3可以承受在由n個硬盤驅動器組成的磁盤陣列中的一個硬盤發生故障，例如：如果奇偶校驗硬盤發生故障，其余用作存儲數據用的硬盤不會被影響，但是冗余信息將丟失，如果其中一個數據硬盤發生故障，RAID控制器使用剩余的數據硬盤，并且奇偶校驗硬盤重新計算丟失的數據，系統性能將有稍微的降低直到發生故障的硬盤驅動器被恢復，但是不會有數據丟失。如果在發生故障的硬盤恢復以前另一個硬盤發生故障，那么RAID組件內的所有的數據將會丟失。

RAID 10的可靠性值
RAID 10的結構如圖3所示，圖中RAID 10是將RAID 1的鏡像功能和RAID 0的數據分割功能混合了起來，因此RAID 10需要至少4塊硬盤驅動器(2塊互為鏡像盤，2塊作為數據盤)來運行。其中數據是在被鏡像的驅動器組之間分割，當一個硬盤驅動器在重建的時候，RAID 10系統將比奇偶校驗RAID系統的性能更好，這是因為丟失的數據不是從奇偶校驗信息來重新獲得，而是從其余的驅動器上拷貝得到的。
在RAID 10磁盤陣列中，在鏡像組里有一個硬盤驅動器發生故障不會導致任何數據丟失，只要每一個鏡像組里有一個活動的驅動器，所有的數據就仍然是可用的，如果一個鏡像組里的2個硬盤驅動器都發生了故障，那么所有的數據都會丟失。

磁盤陣列可靠度對比
將設計的模型在實驗室按照標準模型進行測試，結論和分析基本一致，由8塊盤組成的RAID組可靠性對比數據如表1所示。